Question

(1)用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：

①光导纤维的主要成分是_________________________________________________。

②目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是_____________________________________。

(2)氮化硅Si₃N₄是一种高温结构材料，粉末状的Si₃N₄可以由SiCl₄的蒸气和NH₃反应制取。粉末状Si₃N₄对空气和水都不稳定。但将粉末状的Si₃N₄和适量氧化镁在230×1.01×10⁵Pa和185 ℃的密闭容器中热处理，可以制得结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体材料，同时还得到对水不稳定的Mg₃N₂。

①经过热处理的Si₃N₄，其晶体类型为______________。

②写出制取粉末状Si₃N₄的化学方程式：____________________________________________。

③Si₃N₄和适量氧化镁在230×1.01×10⁵ Pa和185 ℃的密闭容器中热处理的过程中，除生成Mg₃N₂外，还可能生成____________物质。热处理后除去MgO和Mg₃N₂的方法是____________。

Answer 1

解析：(1)光导纤维的主要成分为SiO₂，应用于太阳能电池中光电转化的材料是半导体Si。(2)经热处理的Si₃N₄结构十分紧密，对空气、H₂O都相当稳定，则其晶体类型为原子晶体。SiCl₄与NH₃反应的产物之一为Si₃N₄，根据元素守恒知另一产物为HCl，方程式为：3SiCl₄+4NH₃Si₃N₄+12HCl。已知Si₃N₄和MgO反应的产物之一为Mg₃N₂，则另一产物为SiO₂，也可能为Mg、Si、O结合的MgSiO₃。由于MgO与稀盐酸、Mg₃N₂与H₂O都反应，故可用加入稀HCl或稀H₂SO₄的方法除去MgO和Mg₃N₂。

答案： (1)①SiO₂  ②Si  (2)①原子晶体  ②3SiCl₄+4NH₃Si₃N₄+12HCl  ③SiO₂(或MgSiO₃)  加足量稀盐酸过滤